Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ

Скачать 0.64 Mb.

Название	Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ
страница	4/6
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6

Задание

Структурная схема, назначение элементов схемы и основные электрические параметры радиопередатчика.
Сущность процесса модуляции.
Виды модуляции и их сравнительная характеристика.
Сущность амплитудной модуляции (АМ), ее преимущества и недостатки.
Схема амплитудного модулятора и его принцип действия.
Сущность частотной модуляции (ЧМ), ее преимущества и недостатки.
Схема частотного модулятора и его принцип действия.
Причины использования частотной модуляции в радиостанциях УКВ пожарной охраны.
Факторы, влияющие на стабильность частоты передатчиков. Способы стабилизации частоты передатчиков.
Характеристики и параметры электрических сигналов. Условия неискаженной передачи сигналов по каналу связи.
Устройства уплотнения проводных линий телефонной связи.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Принципы передачи сигналов по ВОЛС. Преимущества и недостатки ВОЛС.
Радиоприёмники. Функции радиоприёмника.
Структурная схема радиоприёмника. Качественные показатели радиоприёмника.
Перечислите основные признаки классификации радиопередающих устройств.
Классификация и основные параметры радиоприемников.
Структурная схема супергетеродинного радиоприемника и принцип его работы.
Сущность процесса детектирования.
Схема диодного детектора амплитудно-модулированных колебаний.
Принцип детектирования амплитудно-модулированных колебаний.
Схема частотного детектора.
Принцип детектирования частотно-модулированных колебаний.
Сущность преобразования частоты в супергетеродинных приемниках.
Упрощенная схема частотного преобразователя и ее принцип действия.
Необходимость двойного преобразования частоты в приемниках.
Структурная схема приемника с двойным преобразованием частоты и принцип ее работы.
Автоматические устройства управления и регулирования приемника.
Автоматическая регулировка усиления.
Автоматическая подстройка частоты
Принцип осуществления радиорелейной связи.
Применение радиорелейной связи.
Характеристики, определяющие качество передачи информации в системах связи.
Радиопередатчики. Структурная схема радиопередатчика.
Технические показатели радиопередатчика.
Качественные показатели передатчика.

Последняя цифра номера в списке группы	Номера вопросов
1	1-11-16-26
2	2-12-17-27
3	3-13-18-28
4	4-14-19-29
5	5-15-20-30
6	6-13-21-31
7	7-1-22-32
8	8-11-23-33
9	9-5-24-34
0	10-12-25-35

-
Контрольные вопросы

Радиопередающие устройства.
Генерация электро-магнитных колебаний в заданном участке радиодиапазона.
Радиоволны.

Практическое занятие 6

Расчет и выбор высот установки антенн стационарных

радиостанций
Цель работы: способствовать овладению техникой расчета и выбора высот установки антенн стационарных радиостанций.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен

уметь:

применять компьютерные и телекоммуникационные средства;

знать:

состав, функции и возможности использования информационных и телекоммуникационных технологий в профессиональной деятельности;
методы и средства сбора, обработки, хранения, передачи и накопления информации;
общую характеристику аналоговых и цифровых многоканальных систем связи.

Краткие теоретические материалы по теме практической работы

Дальность радиосвязи приводится в технических описаниях радиостанций как один из их основных параметров. Для выпускаемых в настоящее время стационарных и возимых УКВ радиостанций дальность связи лежит в пределах 10...40 км, а для носимых - 1...3 км. Однако, приведенные значения весьма условны, и реальная дальность радиосвязи определяется применительно к каждому конкретному случаю, так как зависит от ряда факторов, основными из которых являются:

выходная мощность радиопередатчика;
чувствительность радиоприемника;
высота расположения антенны радиостанции;
тип антенны и ее ориентация в пространстве;
длина и погонное затухание фидерной линии радиостанции;
характер местности, наличие препятствий на пути распространения радиоволн;
уровень радиопомех в точке приема.

При наличии прямой видимости между передающей и приемной антеннами для определения возможности радиосвязи используют формулу Введенского

где Е_c - напряженность поля полезного сигнала в точке приема, мкВ/м; Р_ - мощность излучения передающей антенны, Вт; D - коэффициент направленного действия передающей антенны;  - длина волны, м; r - протяженность линии радиосвязи, км; h₁, h₂ - высоты расположения передающей и приемной антенн над уровнем земли, м.

На практике не всегда представляется возможным учесть все факторы, влияющие на условия распространения радиоволн. Поэтому чаще производят экспериментальную оценку дальности радиосвязи. Для этого используют экспериментальные графики зависимости напряженности поля полезного сигнала в точке приема от дальности связи и высоты подъема антенн. Такие графики называются кривыми распространения радиоволн. Их получают на основании статистического материала, собранного путем непосредственного измерения напряженности поля в разных точках приема при заданных условиях распространения радиоволн и параметрах приемника и передатчика.

При расчете дальности связи используют кривые, представленными на рис.1., где изображены зависимости среднего значения напряженности поля сигнала Е, дБ, от расстояния r в км, для различных высот подъема передающей антенны. Графики напряженности поля приведены для следующих условий:

среднепересеченная местность (h=50 м);

в качестве антенн используются полуволновые вибраторы, при этом эффективная мощность излучения 1 кВт;

высота подъема приемной антенны 1,5 м.

Рис.1. Кривые распространения радиоволн над поверхностью земли (Е - напряженность поля; h - высота расположения антенны передающей радиостанции; r - расстояние от передающей радиостанции)
Логическая схема использования графиков (рис.1) для расчета дальности радиосвязи такова.

Задаваясь требуемой дальностью связи r_тр, восстанавливают перпендикуляр из точки r_тр на горизонтальной оси до пересечения с одним из графиков, соответствующим высоте подъема передающей антенны. Затем проводят горизонталь через полученную точку пересечения и определяют значение напряженности поля Е на вертикальной оси. Это значение принимается за минимальное значение напряженности поля радиоволны Е в точке приема, необходимой для реализации требуемой дальности радиосвязи r_тр .

В реальных обстоятельствах параметры линии радиосвязи могут отличаться от рассмотренных ранее. Поэтому при практических расчетах в полученный результат необходимо ввести поправки. Формула для расчета требуемой напряженности поля сигнала в точке приема с учетом поправок имеет вид

Е = Е_мин + В_осл  В_м + ₁^.l₁ + ₂^.l₂  G^₁  G^₂ +В_h₂+ Е_доп,

где Е_мин, дБ - минимальная напряженность поля сигнала, необходимая для получения заданных показателей качества связи; В_осл, дБ - поправка, учитывающая отличие рельефа местности от среднепересеченного; В_м, дБ - поправка, учитывающая отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1 кВт; В_h₂, дБ - поправка, учитывающая высоту расположения приемной антенны; ₁, ₂ - коэффициент погонного затухания фидерного тракта (радиостанций №1 и №2 соответственно), дБ/м; l₁, l₂ - длина фидерного тракта (радиостанций №1 и №2 соответственно), м; G^₁, G^₂ - поправка, учитывающая отличие направленных свойств антенн (радиостанций №1 и №2 соответственно) от направленных свойств полуволнового вибратора, дБ; Е_доп , дБ - поправка, учитывающая влияние помех.

Для уверенной связи напряженность поля полезного сигнала в точке приема должна превышать напряженность поля помех в N раз. Величина N зависит от технических характеристик применяемых радиосредств. Для радиостанций, применяемых в пожарной охране, такое превышение принимается равным 20 дБ, т.е.

,

где Е_мин – минимальная напряженность электрического поля полезного сигнала в точке приема, необходимая для обеспечения заданного качества связи, мкВ/м; Е_п - напряженность поля помех в точке приема, мкВ/м.

При одновременной работе близко расположенных радиостанций, работающих в различных радиосетях (на различных несущих частотах), возникает проблема обеспечения их электромагнитной совместимости, т.е. проблема обеспечения совместной работы радиостанций без взаимных мешающих влияний. Под мешающими влияниями, прежде всего, понимается влияние передатчика одной радиостанции на приемник другой, разнесенных между собой территориально и по частоте. Таким образом, для обеспечения радиосвязи с заданным качеством и надежностью радиосвязи, а также при заданной величине превышения допустимого уровня мешающего сигнала Е_доп, дБ необходимо минимальную величину напряженности поля увеличить на величину Е_доп .

Антенны радиостанций, используемых в пожарной охране, имеют как правило круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Характеристики направленности таких антенн не отличаются от характеристик полуволнового вибратора. В тех случаях, когда требуется организовать связь с абонентами, находящимися в строго определенном направлении от радиостанции, могут использоваться узконаправленные антенны. Уменьшение угла излучения увеличивает плотность энергии волны, вследствие чего увеличивается дальность связи без увеличения мощности передатчика и чувствительности приемника. Кроме того, приемные антенны с узкой диаграммой направленности позволяют принимать сигналы с одного преимущественного направления, что уменьшает прием ложных сигналов и помех с других направлений. При использовании таких антенн необходимо вносить поправку в расчет параметров линии радиосвязи. G^₁, G^₂ - поправка, учитывающая отличие направленных свойств антенн (радиостанций №1 и №2 соответственно) от направленных свойств полуволнового вибратора, дБ. Так, например, G^₁ = G₁  G_ПВ , где G₁ – коэффициент усиления антенны радиостанции №1, G_{ПВ –} коэффициент усиления полуволнового вибратора, выраженные в дБ. В случае использования стандартных антенн типа «Стакан» и др. с диаграммой направленности, не отличающейся от диаграммы направленности полуволнового вибратора, G^₁ = 0.

Поправка, учитывающая высоту расположения приемной антенны В_h может быть рассчитана по специальным графикам. Для исключения этой поправки пользуются графическими зависимостями напряженности поля Е полезного сигнала от расстояния r между радиостанциями для различных значений произведения высот подъема антенн h₁h₂, м². Эти графические зависимости приведены на рис…. и представляют собой медианные значения напряженности поля, превышаемые в 50% мест и 50% времени. Графики приведены для полуволновых вибраторов с вертикальной поляризацией и условий распространения радиоволн в полосе частот 140-174 МГц. В этом случае напряженность поля полезного сигнала определяется по формуле

Е = Е_мин + В_осл  В_м + ₁^.l₁ + ₂^.l₂  G^₁  G^₂ + Е_{доп .}

Графики построены для мощности излучения передатчика P_пер=10 Вт. В случае отличия мощности излучения передатчика от 10 Вт необходимо внести поправку, которая определяется по специальному графику, приведенному на рис.4. Этот график представляет собой зависимость величины поправочного коэффициента В_м от мощности передатчика. При необходимости обеспечения радиосвязи между радиостанциями, имеющими передатчики различной мощности (например, "Виола-Ц" и "Виола-А"), расчет производится по наименьшей выходной мощности передатчика. В противном случае радиостанция, имеющая более мощный передатчик, комплектуется выносными радиоприемниками.

Таким образом, расчет дальности действия радиосвязи необходимо проводить исходя из минимального значения напряженности поля сигнала, необходимого для получения заданных показателей качества, с учетом влияния рельефа местности, выходной мощности передатчика, затухания в антенно-фидерных трактах радиостанций, коэффициентов усиления антенн, величины превышения допустимого уровня мешающего сигнала.
Пример расчета и выбора установки антенн стационарных радиостанций.

В соответствии с заданием разрабатывается координатная сетка расположения пожарных частей заданного гарнизона пожарной охраны, на которой указываются высоты размещения ПЧ в зависимости от параметра рельефа местности (приложение 1, координатная сетка № 1) и строится схема организации радиосвязи с указанием радиосетей и радионаправлений (см. рис.1.6).

Расстояние от ЦУС до самой удаленной ПЧ-2 определяется из условия, что одна клетка координатной сетки равна 2км,

d = 182 +122 = 21,6 км

h= h_maх –h_min =234- 164 =70м

Предположим, что радиостанции в сети радиосвязи заданного гарнизона пожарной охраны работают в диапазоне частот 172-173 МГц. Тогда из графических зависимостей рис.1.7 для типа коаксиального кабеля РК 75-2-21 коэффициент погонного затухания β = 0,16 дБ/м. Определяем величину напряженности поля полезного сигнала

Е_п= Е_мин+ В_осл -В_м + l₁* β₁ - G₁+l₂* β₂ -G₂ +ΔЕ_доп = 20 +1- 0+ 0,16* 20- 1,5+ 0,16* 15- 1,5+ 6= 29,6 дБ

По полученной величине напряженности поля полезного сигнала на входе приемника Еп= 29,6 дБ и заданному удалению ПЧ-2 от ЦУС (заданной дальности радиосвязи) d=21,6 км с помощью графиков (см. рис.1.4) определяется произведение высот антенн h₁h₂ = 120м2. Из полученного произведения высот выбираются необходимые высоты стационарных антенн ЦУС - h₁ = 12м и удаленной ПЧ-2 - h₂ = 10м. Пользуясь изложенным выше алгоритмом расчета, можно определить максимальную дальность радиосвязи между ЦУС и пожарными автомобилями. В этом случае высота установки антенны на пожарном автомобиле принимается равной 2м. Проведение данного расчета в задание не входит.

1 2 3 4 5 6

	Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ При изучении дисциплины важно не знание на память, а понимание. Главное в подготовке специалиста – развитие мышления, что не связано...		Сборник методических указаний для студентов по выполнению лабораторных работ дисциплина «химия» Методические указания для выполнения лабораторных работ являются частью основной профессиональной образовательной программы Государственного...
	Методические рекомендации по выполнению контрольных работ по английскому... Рекомендовано к изданию научно-методическим советом Псковского государственного политехнического института		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ
	С. В. Пилипенко отраслевых технологий В настоящих методических указаниях представлены основные методические материалы к выполнению практических работ по пк 01 Приготовление...		Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических... Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ для студентов 2-го курса
	Методические рекомендации для студентов по выполнению практических... Методические рекомендации по мдк 04. 03 «Основы профессионального общения» созданы Вам в помощь для выполнения заданий при выполнении...		Газообразное состояние вещества Сборник методических материалов для самостоятельных работ студентов по дисциплине " Химия " для студентов технического профиля...
	Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит...		Методические указания по выполнению практических работ по математике... Методические указания предназначены для студентов 1 курса специальностей: 100701 Коммерция (по отраслям), 140409 «Электроснабжение»...
	Методические рекомендации для студентов по выполнению практических работ по дисциплине «химия»		Методические указания по выполнению практических работ пм. 03 Выполнение окрашивания волос Методические рекомендации по выполнению практических заданий по профессиональному модулю «ПМ. 03 Выполнение окрашивания волос», разработаны...
	Сборник Сборник учебно-методических материалов представляет собой комплексное издание, содержащее рекомендации студентам заочного отделения...		Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине аудит При разработке методических указаний по выполнению курсовой работы в основу положены
	Методические указания к выполнению практических работ для студентов... Представленное пособие предназначено для выполнения практических работ по профессии «Оператор эв и вм» по теме «Обработка мультимедийной...		Методические рекомендации по выполнению практических работ по дисциплине «Право» Основная задача практических занятий — научить студентов понимать смысл закона и применять нормы права в соответствии с конкретными...

Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ

Похожие: